Ferrite/Varisotr 동시소성 거동에 대한 수축률 제어에 관한 연구

Abstract

최근 전자부품산업은 표면실장기술(SMT)의 진보와 함께 소형화, 경량화, 고밀도화, 고성능화 및 다기능화를 만족하기 위하여 우수한 특성을 갖는 소재에 대한 요구가 점점 증가되고 있다. 이러한 표면 실장 device(SMD) 중에 적층 칩 EMI filter는 ferrite, varistor 그리고 내부전극의 적층구조로 제조된다. Device의 특성은 소결된 ferrite, varistor 그리고 계면의 미세구조의 전자기 특성에 의존한다. 한편, 계면확산은 계면근처의 전자기 특성에 영향을 미치고 ferrite와 varistor의 소결 수축률 mismatch는 잔류응력과 crack을 야기한다. 그러므로 적층형 EMI filter 개발에 있어서 ferrite와 varistor의 동시소성 거동에 관한 연구가 매우 중요하다. 특히 표면과 계면에서의 crack, camber, delamination 같은 결함이 없는 적층체를 얻기 위해 서로 다른 두 재료의 동시소성에 의한 수축률 조절이 필수적이다. 본 연구에서는 서로 다른 온도에서 치밀화 되어 소결 수축률 차이에 의한 결함이 생기는 이종의 재료에서 Ni-Zn-Cu ferrite의 분체 특성, 조성과 하소온도를 통해 ZnO-varistor와의 소결 수축률을 match시켜 동시소성 거동을 실험하였고 ZnO-varistor의 저온 소결화를 통해 ferrite와의 소결 수축률을 match시켜 계면에서의 결함을 관찰하였다.; A number of process problems should be solved in the multilayered ceramic devices such as EMI filter. In particular, it is essential to control the sintering shrinkage in co-firing of different materials for obtaining defect-free samples such as crack, camber, and delamination which usually occur near the surface and interface. Multilayer noise filter is made by ferrite, varistor and multilayer structure of inside electrode among this surface mounting device. The properties of devices depend on the electromagnetic properties of the sintered ferrites, varistors and the quality of the interface. On the on hand, interfacial diffusion is inevitable, which will affect electromagnetic properties near the interface. On the other hand, the mismatch in sintering kinetics between different ceramics may cause residual stresses or cracks. Therefore, the matching and compatibility during co-firing process is the key to achieve multi-layer chip composites. In this study, we investigated the co-firing behavior through the effect of the powder properties of Ni-Zn-Cu ferrite, compositions and calcination temperature to control different shrinkage rate. Also observed defect in interface controlling shrinkage rate through low temperature sintering of ZnO-varistor. As a result, we obtained the defect-free and co-fired ferrite/varistor layer structure by controlling the ferrite milling time, calcination temperature and low temperature ZnO-varistor.